右ねじの法則で、直線電流・円形電流・ソレノイドがつくる磁場の向きを答えられ、その強さが電流・距離・半径・単位長さあたりの巻数にどう依存するか（, , ）を判定できる
読み込み中…
右端（太枠）がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
導線に電流を流すと、そのまわりに磁場ができます。この技能では、右ねじの法則を使って、直線電流・円形電流・ソレノイド（導線をらせん状に巻いたコイル）がつくる磁場の向きを決めます。また、磁場の強さ が電流 ・距離 ・半径 ・単位長さあたりの巻数 のどれに比例し、どれに反比例するかを判定します。電流計の針が振れるしくみや電磁石のN極・S極を考えるときの土台になります。
十分長い直線導線に電流を流し、そのまわりに方位磁針を並べます。すると磁針のN極は、導線を中心とする円に沿って並びます。つまり直線電流のまわりの磁力線は、導線を中心とする同心円になります。円をまわる向きは、右ねじを電流の向きに進めるときにねじを回す向きと一致します。これを右ねじの法則といいます。電流の向きを逆にすると、磁場の向きも逆になります。
強さの依存のしかたは、磁力線の密度で直観的に理解できます。導線から離れるほど磁力線の円は大きくなり、まばらになります。磁力線がまばらなところほど磁場は弱いので、磁場は遠いほど弱くなります。半径 の円の周の長さは で に比例します。そのため、磁場の強さは に反比例し、電流 に比例して となります（単位は A/m）。 ではなく に反比例することに注意しましょう。
導線を半径 の円形にすると、円周上のどの部分がつくる磁場も、円の中心では同じ向きになって強め合います。このときの中心の磁場は で、半径に反比例します（ ではなく で割ります）。円形電流をたくさん重ねたものがソレノイドです。十分長いソレノイドの内部には、軸に平行で一様な磁場ができます。巻き方が密なほど重なる電流が多くなるので、強さは単位長さあたりの巻数 と電流 の両方に比例し、 となります。円形電流とソレノイドの磁場の向きは、右手の4本の指を電流の向きに沿って巻いたときに親指が指す向きです（右ねじを電流の向きに回したときにねじが進む向き）。ソレノイドでは、この磁場が出ていく側の端がN極になります。
電流の形が直線・円形・ソレノイドのどれかを確かめる。
直線電流の場合、磁場の向きは右ねじを電流の向きに進めるときの回す向きで、導線を中心とする円に沿う。例：鉛直上向きの電流なら、上から見て反時計回り。
円形電流・ソレノイドの場合、右手の4本の指を電流の向きに巻き、親指の向きを中心（内部）の磁場の向きとする。ソレノイドでは、磁場が出ていく端がN極になる。
強さの式を選ぶ。直線電流 （ は導線からの距離）、円形電流の中心 （ は半径）、ソレノイド内部 （ は単位長さあたりの巻数）。
条件の変化を式に代入し、比で強さの変化を判定する。例： を2倍・ を2倍にすると、 となり、強さは変わらない。
電流がつくる磁場について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜エのうちから1つ選べ。
ア 鉛直上向きに電流が流れる十分長い直線導線のまわりの磁場は、上から見て時計回りの向きである。
イ 半径 の円形電流の中心の磁場の強さは、電流を変えずに半径を2倍にすると2倍になる。
ウ 十分長いソレノイドの内部の磁場の強さは、単位長さあたりの巻数と電流をともに2倍にすると4倍になる。
エ 十分長い直線電流から距離 の点の磁場の強さは、 に反比例する。
手順1で電流の形を確かめ、それぞれの文を判定する。
ア：直線電流なので手順2を使う。右ねじを上向きに進めるとき、ねじを回す向きは上から見て反時計回りである。「時計回り」は誤り。
イ：円形電流なので手順4の を使う。手順5で半径を にすると となり、強さは 倍になる。誤り。
ウ：ソレノイドなので を使う。手順5で 、 とすると となり、強さは4倍になる。正しい。
エ：直線電流は なので、強さは に反比例する。 ではない。誤り。
よって正しいのはウである。
答え: ウ
直線電流の磁場が導線から放射状に出る、または電流と同じ向きを向くとしてしまう誤り。正しくは、磁力線は導線を中心とする同心円で、向きは右ねじを電流の向きに進めるときの回す向きである。
直線電流の磁場の強さを距離の2乗に反比例する（）としてしまう誤り。正しくは で、距離 に反比例する（距離2倍で強さ 倍）。
円形電流の中心の磁場を直線電流の式と混同して としてしまう誤り。正しくは である（どちらも に反比例する点は同じ）。
ソレノイドの式 の を全巻数 としてしまう誤り。正しくは は単位長さあたりの巻数で、長さ に 回巻いたものなら 、つまり である。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
まっすぐな長い導線に電流を流すと、導線のまわりに、導線を中心とする同心円状の磁場ができる。導線を流れる電流の向きと、そのまわりにできる磁場の向きの関係を表す法則として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
磁場と磁力線、および電流がつくる磁場についての記述のうち、正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。ただし、導線やソレノイドは真空中にあり、地磁気の影響は無視する。また、直線導線とソレノイドは十分に長いものとする。
真空中で、中心軸が東西方向を向くように、十分に長いソレノイドを水平に置いた。このソレノイドに一定の電流を流したところ、ソレノイドの西側の端から中心軸に沿って東向きにのぞきこむと、導線を流れる電流は時計回りに流れていた。このとき、ソレノイドの内部（中央付近）にできる磁場の向きと、ソレノイドの磁極について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、地磁気の影響は無視する。